无线自组织网络NS仿真软件

无线自组织网络NS仿真软件第一页，共36页。为什么选择NS网络仿真软件？？？主要的：OPNETModelerQualNet（GloMoSim）NS-2——80%其他NetRuleShunra……价钱昂贵；学习的进入障碍；仿真网络规模和流量很大时,仿真的效率会降低；软件所提供的模型库是有限；OPNET对路由协议的仿真比较适合，但是对链路的仿真不太好操作；NS设计的出发点是基于网络仿真，仿真主要针对路由层，传输层，数据链路层展开，但它最适用于TCP层以上的模拟。NS的特点是源代码公开，是自由软件，免费，因此普及度较高；可扩展性强；速度和效率优势明显；

WindowsLinux2第二页，共36页。NS学习的参考资料推荐一个非常不错的NS2学习的个人网站：NS官方网站（很多入门教程）NSManual（建议大家直接看英文版）3第三页，共36页。NS软件的目录结构解释型语言OTCL编译型语言C++Tclcl4第四页，共36页。NS仿真使用的一般步骤编写仿真配置脚本——OTCL语言编写以脚本为参数运行NS执行仿真wireless.tcl运行命令：nswireless.tcl仿真结束，得到包含仿真结果的trace文件（文本文件）

…………s10.000000000_0_AGT---0tcp40[0000]-------[0:01:0320][00]00s16.000000000_0_AGT---1tcp40[0000]-------[0:01:0320][00]00 …………使用脚本工具(gawk,Python等)提取trace文中你想要获得的信息，如吞吐量，延迟等利用绘图软件（matlab，gnuplot等）将提取的数据绘制成图形曲线5第五页，共36页。NS没有人性化的图形，怎么办？？NS是开放软件，总有乐于奉献的科研工作者提供相应的易用工具……仿真网络场景配置即代码生成Trace结果文件分析NS2ScenariosGeneratorTracegraph6第六页，共36页。来个例子……书上第二章的第二个例子……7第七页，共36页。来个例子……NS使用就这么简单……Tracegraph并不实用，原因在于： 1，分析时间长；2，分析结果并不一定是你想要的坏消息……8第八页，共36页。NS仿真脚本包含的元素……节点配置（路由协议，MAC，队列特性，物理层等）节点创建（节点的位置，节点移动特性等）业务流发生器的参数设置（业务流的分布特性，速率等）业务流加载到节点上（将业务流发生器绑定到某个节点）仿真开始（$nsrun）仿真结束的处理(将缓冲中的记录写入文件，关闭结果记录文件)就是这些，没有更多更神秘的东西在这里……9第九页，共36页。NS自身包含有哪些模块？

我怎么知道？途径：查看nsmanual（soobsolete）通过书90页介绍的方法（脚本）查看源代码（recommended）如果NS软件包中没有我需要的模块怎么办？自己编写10第十页，共36页。Tcl/Tk语言怎么学？

Otcl语言怎么学？边看书边动手，试着编写一些小程序……（推荐的那本书足够了）Tcl/TkOtcl资料非常有限，好在面向对象的思想和C++非常的类似，掌握一些注意事项就OK（存在疑问的时候自己去编程检验一下就明白了）……（网上有个简短的教程：OTclTutorial）11第十一页，共36页。怎样看懂trace文件？？？有专门的traceformat表，可以查表解决……看源代码，看看究竟Trace模块的相关函数用sprintf（）打印输出了些什么内容……

…………s10.000000000_0_AGT---0tcp40[0000]-------[0:01:0320][00]00s16.000000000_0_AGT---1tcp40[0000]-------[0:01:0320][00]00 …………12第十二页，共36页。理解NS的内部结构

—事件驱动的核心什么是事件？？？？——在某个特定的条件下指示做某件特定的事情13第十三页，共36页。理解NS的内部结构

—有线网络仿真节点结构14第十四页，共36页。理解NS的内部结构

—有线网络仿真NodeLink15第十五页，共36页。理解NS的内部结构

—无线网络仿真节点结构agent16第十六页，共36页。理解NS的内部结构

—什么是代理（agent）？千万不要用上网用的那个“代理”意思来理解这里的代码！！！！agent“主体”，“主动者”分组产生，IP以上协议功能实体classAgent:publicConnector{

…………

ns_addr_there_; //addressofthisagent ns_addr_tdst_; //destinationaddressforpktflow

intsize_; //fixedpacketsize packet_ttype_; //typetoplaceinpacketheader intfid_; //forIPv6flowidfield intprio_; //forIPv6priofield intflags_; //forexperiments(seeip.h) intdefttl_; //defaultttlforoutgoingpkts Packet*allocpkt()const; //alloc+setupnewpkt Packet*allocpkt(int)const; //same,butw/databuffer voidinitpkt(Packet*)const; //setupfieldsinapkt

…………}17第十七页，共36页。理解NS的内部结构

—分组的格式DataDataTCP/UDPIPMACDataTCP/UDPIPDataTCP/UDPIPMACTCPSCTPAODVDSRMPLSARP……封装到一个packet对象中进行管理common18第十八页，共36页。理解NS的内部结构

—IPHeaderstructhdr_ip{ /*commontoIPv{4,6}*/ ns_addr_t src_;//这个东东是个struct，包括了address和port ns_addr_t dst_; int ttl_;

…………}structns_addr_t{ int32_taddr_; int32_tport_;}真实协议的header和NS中协议的header是不能完全对应起来的！！！19第十九页，共36页。理解NS的内部结构

—最重要的packetheaderstructhdr_cmn{ enumdir_t{DOWN=-1,NONE=0,UP=1};

packet_tptype_; //packettype(seeabove)

int size_; //simulatedpacketsize

int uid_; //uniqueid int error_; //errorflag interrbitcnt_;//#ofcorruptedbitsjahn intfecsize_; double ts_; //timestamp:forq-delaymeasurement int iface_; //receivinginterface(label)

dir_t direction_; //direction:0=none,1=up,-1=down//这个地方定义了方向变量 //sourceroutingcharsrc_rt_valid; doublets_arr_;//RequiredbyMarkerofJOBS //Monarchextnbegins nsaddr_tprev_hop_;//IPaddrofforwardinghop nsaddr_tnext_hop_; //nexthopforthispacket intaddr_type_;//typeofnext_hop_addr nsaddr_tlast_hop_;//fortracingonmulti-userchannels//calledifpktcan'tobtainmediaorisn'tack'd.notcalledif//dropedbyaqueueFailureCallbackxmit_failure_;void*xmit_failure_data_;

…………层间信息传递20第二十页，共36页。理解NS的内部结构—C++类的继承关系连接器分类器21第二十一页，共36页。理解NS的内部结构

—Connector类classConnector:publicNsObject{

………… NsObject*target_; NsObject*drop_; //droptargetforthisconnector …………

voidrecv(Packet*,Handler*callback=0); inlinevoidsend(Packet*p,Handler*h){target_->recv(p,h);}

…………}voidConnector::recv(Packet*p,Handler*h){ send(p,h);}22第二十二页，共36页。理解NS的内部结构

—模块与模块之间的接口classNsObject:publicTclObject,publicHandler{

…………virtualvoidrecv(Packet*,Handler*callback=0)=0;voidhandle(Event*);

…………}voidNsObject::handle(Event*e){ recv((Packet*)e);}任何NsObject派生的对象都可以作为事件调度执行的Handler23第二十三页，共36页。理解NS的内部结构

—模块与模块之间packet传递的接口Connector1target_drop_recv()Connector2target_drop_recv()Connector2target_drop_recv()BiConnectorConnector1uptarget_downtarget_drop_recv()Connector1uptarget_downtarget_drop_recv()Connector1uptarget_downtarget_drop_recv()24第二十四页，共36页。理解NS的内部结构

—无线网络节点的模块构成connectorclassifier25第二十五页，共36页。理解NS的内部结构

—分组的流动路径26第二十六页，共36页。理解NS的内部结构

—运行处理流程12start345Time第一个事件：$nsat10.0"$cbr0start"第二个事件：MAC层的发送处理，多个事件协调完成………………27第二十七页，共36页。到此，NS的主体结构应该有一定了解了……28第二十八页，共36页。NS深入理解

—OTcl和C++对象之间的关系并不是每个C++对象都必须有一个对应oTcl对象，如classARPEntry也并不是每个oTcl对象都对应着一个C++对象，如ClassSimpleLink29第二十九页，共36页。NS深入理解——为什么要采用分裂对象模型C++代码只提供了单个的模块，而怎么把这些模块连接起来就是oTcl编程需要做的事情了，并每个模块的参数也通过oTcl编程的方法提供……30第三十页，共36页。NS深入理解

—OTcl与C++之间的绑定oTcl类和C++类建立对应关系目的：这样可以创建一个oTcl对象的时候同步创建一个C++对象途径：通过生成一个TclClass的派生类对象实现变量的绑定目的：这样使得oTcl对象的变量和对应的C++变量有相同的值途径：在C++的构造函数中通过bind（）函数进行绑定；函数方法的绑定目的：这样使得oTcl中可以调用C++的方法途径：C++中按照oTcl要求编写command（）成员函数包括如下3个层面上的绑定：31第三十一页，共36页。NS深入理解——trace发生在什么地方？？？5种可控的trace：AgenttraceRoutertraceMACtraceMovementtraceEotTrace3种不可控trace：RouterArpMacqueue（有丢包发生的地方）32第三十二页，共36页。NS深入理解——怎样在NS中添加一个路由协议？（DSDV）DSDV路由协议包括这些文件：Dsdv.hDsdv.ccRtable.hRtable.ccDsdv.tclns-lib.tcl包括如下几大要素：在ns-*.*根目录下建立一个文件夹，并建立相应的C++文件/home/ns-allinone-2.29/ns-2.29/dsdv2.classDSDV_Agent:publicAgent{

…………}C++，90%oTcl，10%Ns-default.tcl33第三十三页，共36页。NS深入理解——怎样在N